既有框架结构的新型等效简化动力模型构建方法

为了实现对长期服役后的结构在地震、风等动荷载作用下安全性和舒适性的评估,利用监/检测数据建立一个能准确反映实际建筑在地震、风等动荷载作用下动力响应的结构动力学模型至关重要。本文针对非常普遍的框架建筑结构,提出了一种基于少量移动传感器的框架结构等效简化动力学模型构建方法。首先,提出建筑结构等效简化模型构建的层间剪力等效原理,证明了以该原理构建的简化模型具备准确模拟实际建筑结构动力响应的能力。其次,推导了框架结构简化模型形式,并研究了简化模型参数特点。然后,提出了一种框架结构简化模型参数的迭代识别方法,实现了仅使用少量无线移动传感器的简化模型参数识别。最后,通过一个12层3跨钢框架结构数值模拟算例,研究了在不预知结构刚度退化的具体形式和仅使用少量移动加速度传感器的条件下,由本文所提方法构建的等效简化模型对实际框架结构在不同水平动荷载作用下结构动力响应的预测能力。数值试验结果表明,等效简化模型能准确模拟不同荷载工况下框架结构加速度和位移响应。因此,本文提出的框架结构等效简化模型构建方法将在评估既有框架结构在风、地震等动荷载作用下的结构安全性和舒适性方面具有重要的应用前景。     

C型波纹管纯弯曲刚度设计公式

本文引用园环壳弯曲方程一般解,对C型波纹管在端部弯矩作用下变形进行了系统分析计算,提出了实际工程中刚度设计公式。并对精确分析与简化分析弯曲刚度的差异进行了研究,得出了简化分析刚度设计公式的修正式。从而可方便地将弯曲刚度设计转化为轴对称刚度设计。     

框架-BRB结构考虑弯曲型变形的抗侧刚度及设计参数

由于目前框架-BRB结构设计方法是基于结构层间位移全部由楼层剪切型变形造成,忽视了结构弯曲型变形的影响.为了准确计算防屈曲支撑提供的层间抗侧刚度,在现有层间剪切模型分析方法基础上,讨论结构弯曲型变形对框架-BRB结构影响规律.提出考虑结构弯曲变形下的层间抗侧刚度计算公式,并通过有限元方法验证.提出了抗侧刚度变化系数,考虑结构在弯曲型变形下BRB的相关设计参数的计算,抗侧刚度变化系数可应用在等效线性化设计方法中.     

规则型高层隔震结构实用设计方法研究

从用柔度矩阵表示的频率方程出发,根据上部结构周期、总基底剪力、顶点位移相等的等效准则,推导出可用于规则型高层隔震结构的的三自由度等效模型,并且通过数值模拟给出了模型参数的简化计算公式.总结得出了用于高层隔震结构的实用设计方法,通过工程实例说明了设计步骤.设计实例表明,实用设计法可不依赖于计算机,通过振型分解反应谱法的手工计算,即可对原结构进行隔震设计和验算.     

多高层隔震结构等效简化模型动力响应分析

结合现有多高层隔震结构等效模型的研究基础,提出了多高层隔震结构等效模型的动力响应分析方法,使结构响应解析解具备明确的物理与工程意义。针对多层隔震结构等效简化后的两自由度模型,其运动方程的求解若采用实际工程中应用广泛的强振型解耦法将产生较大误差,采用Kelly法解耦求解可使求解结果精度大大提高。针对高层隔震结构等效简化后的三自由度模型,先采用强振型解耦法解耦,分析强振型解耦法求解的误差,对结果进行修正,即采用提升强振型解耦精度的方法求解同样可使求解精度大大提高。同时,用标准2阶振子的位移和速度表示非经典阻尼隔震结构的位移响应,使得现有基于经典结构的抗震设计方法可推广应用于具有非经典阻尼特性的隔震结构。结合两个算例,分别将多层和高层原结构简化为两自由度和三自由度模型,通过对原结构和等效简化模型对比求解验证了等效简化模型的有效性,且所提的针对非经典阻尼隔震结构的近似解耦求解方法是简单有效的,从而使得对于隔震结构的动力响应分析更加完备。     

基于两参数损伤模型下剪切型结构抗震可靠性分析

利用两参数损伤模型研究了结构抗震可靠性，通过统计地震损伤模型中反应量得到地震烈度概率分布、结构最大延性系数μm及极限延性系数μu的概率分布，建立结构抗震可靠性概率公式，在结构可靠度计算中用Monte-Carlo方法模拟计算指定损伤范围内结构可靠度，并给出了实例计算结果．     

结构有限元模型部分设计参数型修正方法

讨论了结构有限元分析模型部分设计参数的修正方法，提出了一种利用非完备实测模态参数修正有限元分析模型的迭代修正方法，即振型自由度的扩充在每次迭代中进行，有效地改善了因振型自由度扩充引起的误差，被修正的参数为结构设计参数，所获模型的物理意义十分明确，并与动态设计相适应，实例表明，该方法修正效果良好。     

多载荷约束夹层结构轻量化设计及应用

由于其轻量化的特点,复合材料夹层结构在航天、汽车和城市基础设施等方面得到了广泛的应用。针对夹层结构受到多载荷约束情况进行分析,运用拉格朗日乘数法对多载荷约束夹层结构进行轻量化设计;以电动汽车底盘甲板结构为对象,运用多载荷约束夹层结构轻量化设计方法对其进行轻量化研究。结果表明,在保证车辆稳定性的前提下,轻量化设计效果良好。     

采用等效斜撑模型的砌体结构地震易损性分析

为解决目前砌体结构中弹塑性模型在精确性方面的不足和对地震易损性分析的需要,将等效斜撑模型引入砌体结构有限元模型,根据实体墙、开窗墙和开门洞的侧向刚度特性,提出相应的等效斜撑宽度计算公式.基于等效斜撑模型分别建立上述三类砌体墙的弹塑性有限元模型并进行低周往复加载分析,结合试验结果验证其准确性和实用性.在此基础上建立一典型的三层砌体结构有限元模型,基于增量动力分析方法,分别将最大层间位移角和弹塑性耗能差率作为损伤参数进行地震易损性分析,并对比分析仅考虑横墙砌体结构模型与同时考虑纵横墙结构的易损性曲线的区别.结果表明:传统的层间位移角不能充分体现纵墙的抗震性能,基于能量的损伤参数能够更准确地反映结构损伤演变过程和纵墙性能;宜根据易损性评价需求和计算效率综合建立适宜精度的砌体结构有限元模型.     

规则弯剪型隔震结构等效模型计算方法

隔震技术不仅广泛应用在中低层建筑中,近来又被用于高层建筑结构的减震设计。对于高层隔震结构,隔震上部结构需考虑多阶振型影响,且因结构高宽比较大,总变形中存在的弯曲变形部分也应同时考虑。现有的两质点剪切型模型不能很好地反映实际结构的变形特点,一些学者提出的三质点模型,尚缺乏实际的操作性。为此,在已进行研究基础上,根据等效准则,通过对模型结构的计算分析,给出了针对弯剪变形类型规则型隔震结构等效模型的计算方法,利用该等效模型可较为方便对原隔震结构最大反应进行手工计算,从而提高了隔震设计的效率。计算实例表明,文中提出的计算方法是可行和可信的,等效模型与原结构地震反应具有很好等效性,且计算过程也较为简便。     

大跨桥梁振动的杠杆调谐质量阻尼器控制策略评价

根据建立的LT-TMD-结构系统的动力放大系数解析式,讨论了LT-TMD的动力特性(包括冲程).数值结果表明,LT-TMD和传统的TMD具有相同的控制有效性和冲程;然而,LT-TMD比传统的TMD具有更大的最优调谐频率比和更小的最优阻尼比.LT-TMD的关键优点是可通过移动支撑的位置来限制LT-TMD弹簧的静力和动力伸长而保持其控制有效性和冲程不变.鉴于此,LT-TMD可能是控制大跨桥梁振动的一种较好的策略.     

结构动态优化设计模型

本文将结构构件区分为维修构件和不维修构件,考虑到其强度和刚度随时间的衰减变化。建立了经过维修后其强度和刚度所应满足的状态方程。在此基础上,以结构造价与其整个使用过程中的维修费用之和最小作为决策准则,初步建立了结构的动态优化设计模型,并给出了一个简单的算例。     

用于火电厂减震的变质量MTMD基于可靠度的优化（特约稿）

提出了一种针对变质量的非传统多调谐阻尼器（MTMD）基于可靠度的优化设计方法。其中主结构部分考虑多阶模态,MTMD则考虑为集中质量。地震动激励采用金井清模型,利用状态空间法提高计算效率。地震危险性则依据地震动衰减关系和Gutenberg-Richter模型模拟。定义危险性、主结构与多调谐阻尼器相关参数均为随机变量,通过考虑结构多维输出及对应限值,并结合激励与结构随机性得到结构绝对失效概率,并进一步以绝对失效概率为目标函数形成优化问题,通过求解变质量MTMD最优解进行设计。本文将该方法应用于带多煤斗的火电厂房煤斗隔震设计。其中,煤斗隔震形成MTMD,而煤斗内部储煤量变化则形成变质量MTMD。采用拉丁超立方抽样法生成样本,研究确定了合适样本数。通过选取结构角柱位移角作为结构响应,采用规范限值计算失效概率。利用基因算法求解了该优化问题并得到了最优设计与对应的失效概率。本文进一步对比了平动隔震体系和摆隔震体系。研究表明,尽管摆体系的频率与质量不相关,其失效概率并未优于平动隔震体系;且摆体系摆动圆弧曲率的变异系数对结构失效概率影响不大,规律不明显。最后,将煤斗与主结构碰撞亦考虑为失效事件,考虑了煤斗碰撞问题。本文所提出的设计方法基于可靠度,直接以降低结构失效概率为目标,可同时考虑结构多维输出以及煤斗与主结构相对位移,并对应地考虑多个响应限值,将多个响应综合为一个失效概率,避免了计算量巨大的多目标优化。     

混合调谐质量阻尼器在高层建筑结构上最优位置的研究

用数学规划方法研究了主动一被动调谐质量阻尼器在被控结构上的最优位置问题。将模态分解法引入模态相对控制度的概念中，并将结构动力学方程转化为状态方程。基于隐枚举法，将最优位置问题视为广义0-1规划问题，研究了结构动力体系的响应，并通过控制振型进行了实现，最后给出了确定混合调谐质量阻尼器在高层建筑结构上最优位置的方法。     

内置挡板调谐液体阻尼器对高层结构的地震反应控制研究

提出一种新型调谐液体阻尼器——内置横向挡板的调谐液体阻尼器（TLDEB）。通过在普通调谐液体阻尼器（TLD）装置中设置横向挡板,使液体绕流时产生附加阻尼来增强其耗能作用,以改善TLD对高层建筑的减振效果。结合经典势流理论以及能量耗散原理推导了TLDEB的等效位移、附加阻尼比,并对其进行了等效线性化。以某实际高层建筑结构作为算例,通过对地面随机激励和地震波激励的数值仿真来验证TLDEB的减振效果。结果表明：TLDEB可有效地增大结构阻尼,具有比普通TLD更优良的减振控制效果。     

基础隔震与TMD混合控制系统减震效果分析

对基础隔震结构附加TMD组成的混合控制系统的抗震性能进行研究。计算了不同地震波作用,不同参数组合下的结构响应,对不同工况下的隔震层位移和加速度峰值进行了比较,分析了系统参数对减震效果的影响。研究结果表明,附加TMD可以减小隔震结构的地震响应,但不同地震波作用下减震效果不够稳定。增大TMD质量比可以提高减震效率,TMD阻尼比对减震效果影响较小。     

结构基于弹性连接阻尼多重调谐质量阻尼器的控制评价

提出了基于弹性连接阻尼多重调谐质量阻尼器(ELD—MTMD)，并评价了弹性地安装阻尼器对多重调谐质量阻尼器(MTMD)性能的影响．性能评价是通过刚度系数(SR)来进行的，以设置ELD—MTMD结构最大动力放大系数中最小值的最小化为ELD—MTMD最优参数和有效性的评价准则，以ELD—MTMD动力放大系数的最大值为ELD—MTMD冲程的评价准则．数值研究表明，ELD—MTMD的刚度系数(SR)存在上限值．     

涡轮泵密封结构的动态可靠性分析

考虑到结构的载荷和强度由几种随机成分所构成,本文在线性统计近似理论的基础上,通过对随机过程的分析和推导,建立了结构可靠性的动态模型。以涡轮泵密封结构为例进行了结构可靠性的分析和评估,取得了较为符合实际的结果。     

企业网络的形成及其结构的动态模型研究

网络结构在决定许多重要经济关系的成果中起着至关重要的作用，因此，有必要了解将会出现的网络结构。对Jackson和Wolinsky的静态模型予以拓展，分析了网络形成过程，从而在动态框架下研究该形成过程对最终形成的网络结构的影响，提出互联网时代企业协作的网络结构趋势。     

一种变摩擦自复位阻尼器的设计与分析

设计了一种变摩擦自复位的阻尼器。该阻尼器主要是通过平面和坡面来实现变摩擦功能,通过形状记忆合金的形状记忆效应来实现自复位功能。在施加弹簧预紧力的情况下,分析了整个过程的工作原理,给出了整个工作过程下的力学计算模型,并得到了该阻尼器理想的滞回曲线。利用ANSYS有限元软件分析了阻尼器各个元件的在三组预紧力下的应力,满足强度要求。得到了应用有限元软件的滞回曲线,与理论的滞回曲线较吻合,验证了理论滞回曲线的正确性。